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摘 要：在工程教育专业认证背景下，围绕培养高素质食品工程技术人才的目标，针对食品工程原理实验在日常教学中存在的问题，从改善实验教学条件、引入虚拟仿真实验教学资源、优化实验教学方式、培养学生团队精神、完善考核方式以及以赛促学、以赛促教等方面进行教学改革探索，着力培养学生的创新实践能力、创新思维和解决复杂工程问题的能力。
关键词：食品工程原理;实验教学;改革与探讨
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）22-0174-03
Abstract：This paper focused on the cultivating high-quality engineering and technical personals based on engineering education certification and existed problems about teaching in experimental course of food engineering principles. The teaching reform was carried out in several aspects，including improving the experimental teaching conditions，introducing virtual simulation experimental teaching resources，optimizing the experimental teaching methods，cultivating the team spirit of students，improving the assessment methods and promoting learning and teaching via subject competition.
Key words：Food engineering principles;Experimental teaching;Reform and discussion
推动工程教育专业认证是提升我国工程教育质量的重要措施[1]。工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心，采用基于成果导向的认证标准，确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求[2]。福建农林大学食品科学与工程专业先后取得福建省省级重点学科、福建省特色重点学科以及首批国家级一流本科专业建设点等专业建设成果，并于2018年通过了中国工程教育专业认证。食品工程原理实验是食品工程原理课程体系的重要构成，是学生掌握食品工程单元操作理论知识的关键环节之一，在培养学生的实践能力、工程思维和创新能力等方面具有重要作用[3]。福建农林大学食品工程原理实验是单独开设的课程，共30学时，1.5学分。针对食品工程原理实验教学所存在的问题，食品工程原理实验教学团队以学生为中心，结合工程教育专业认证的标准，从实验教学条件、教学资源、教学方式、考核方式等方面进行了探索和改革，着力培养学生解决复杂工程问题的能力。
1 实验教学存在的问题
1.1 设备陈旧，台套数不足 工程教育专业认证之前，福建农林大学食品工程原理实验室的实验设备使用时间超过10年，存在故障率高和运行不稳定等问题，难以保证正常的实验教学，无法有效调动学生参与实验的积极性。此外，由于实验设备的台套数不足，常常出现5～6位学生共用1台实验设备的现象，无法保证每位学生均有充足的动手机会。
1.2 教学方式传统单一 食品工程原理实验的教学模式较为单一，教师在课堂上讲解实验目的、原理、装置以及數据整理等内容，并给学生演示实验的操作流程。学生只需按部就班完成实验操作和实验报告，学生处于被动学习状态，不利于培养学生的工程思维和实践能力。
1.3 考核方式不尽科学合理 食品工程原理实验的考核方式不尽科学合理，教师较少甚至不考核学生的实验预习情况和实验操作的表现，主要通过学生的实验报告和考勤情况评定实验课成绩。这种考核方式下，学生不认真预习实验，实验操作时也存在消极怠工的现象;学生更愿意认真完成实验报告，但同时也存在实验报告严重抄袭的现象。
2 实验教学改革与探索
2.1 改善实验教学条件 以工程教育专业认证为契机，学校投入大量资金改善实验教学条件，进而提高实验教学质量。食品工程原理实验室不仅购置了新的实验设备，淘汰使用年限久及故障率高的设备，而且相应增加了实验设备的台套数。目前，实验室可开设10项食品工程原理实验项目，每项实验项目均配有4套实验设备。在改善教学条件的前提下，食品工程原理实验教学大纲规定每台实验设备的学生数不得超过3人，确保学生能全员全程参与每个实验。
2.2 引入虚拟仿真实验教学资源 随着现代信息技术和虚拟仿真技术的迅速发展，虚拟仿真实验教学已经成为高等教育教学改革的新方向和亮点。近年来，许多高校根据自身教学需求建设了虚拟仿真实验教学项目，福建农林大学也在2016年建设了食品工程原理虚拟仿真实验教学平台。教研室在开展食品工程原理实验的虚拟仿真教学时，严格遵照“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则。首先，一些在实验室不能有效开展的食品工程原理实验项目，比如存在设备结构复杂、实验耗时长和风险高等问题的多效真空浓缩实验，学生可以在虚拟仿真实验教学平台完全地、反复地实验。其次，虚拟仿真实验可以帮助学生预习真实实验，通过虚拟仿真实验学生能更好、更快地熟悉实验装置和实验流程，并能有效制定真实实验方案。最后，在重大突发事件期间无法进行正常教学时，通过虚拟仿真实验可以有效保障实验教学的有序开展。2020年新型冠状病毒肺炎疫情期间，教研室积极响应并落实教育部“停课不停学”的号召，积极开展在线虚拟仿真实验教学，帮助学生巩固和加深所学的食品工程原理理论知识并培养学生的工程实践能力。目前，教研室对于虚拟仿真实验仍处在学习和摸索阶段，下一步将继续探索虚拟仿真实验和传统实验的有机结合，进一步提高食品工程原理实验课的教学质量。 2.3 优化实验教学方式 基于工程教育专业认证的理念和标准，教研室优化了食品工程原理实验教学方式。在课前预习阶段，学生通过实验指导书熟悉实验目的和实验原理;借助虚拟仿真实验熟悉实验装置的构造，模拟实验操作流程，并且完成实验的预习报告。实验课堂上，教师通过“问题式”教学方式考察学生的预习情况，比如在做流体流动阻力实验时，提问学生离心泵开车前的注意事项、如何排出管路中的气泡、流体的流速如何计算、如何读取直管阻力损失以及局部阻力损失等;在学生进行实验操作时，教师监控学生的实验过程、评估学生的实验操作流程是否规范、记录学生的实验表现等，保证实验教学安全有序进行。若发现学生的实验出现问题时，教师则通过“启发式”教学方式引导学生发现问题的根源，进而找到解决实验问题的方法。这种“以学生为中心，老师为主导”的教学模式，有利于培养学生的学习自主性、思考能力和工程实践能力。经过多轮实验教学，发现学生在实验课初期存在自信心不足的现象，学生反馈学习任务较重、压力较大，实验过程中出现的问题也比传统教学方式多。但随着实验课程的逐步进行，大部分学生会逐渐适应这种教学方式并掌握有效的学习方法。
2.4 培养学生的团队精神 团队精神是工程技术人员应具备的核心素养之一，实践教学不仅要培养学生的工程实践能力和创新能力，还要培养学生的团队精神[4]。食品工程原理实验是团队实验，而且存在装置复杂、操作步骤多、数据处理复杂等特点。因此，在确定学生分组名单后，授课教师要鼓励同组实验的同学通过团队合作完成实验课各阶段任务;同组实验成员共同讨论和制定实验方案并明确各自的实验分工;实验过程中出现问题时，同组成员需共同讨论并解决问题;撰写实验报告阶段，同组成员需共同完成数据整理、图表绘制及结果与讨论。在实验设备台套数充足的情况下，应合理控制实验小组人数，3人1组的团队氛围最好，实验教学效果也较好。
2.5 完善考核方式 为充分调动学生的学习主动性并进一步提高实验教学质量，教研室对食品工程原理实验课的考核方式进行了优化和完善。目前，食品工程原理实验课的成绩由考勤（10%）、实验预习报告（10%）、实验操作（50%）和实验报告（30%）4部分构成。预习报告主要评估学生对实验内容的熟悉程度以及实验设计和方案的合理性。实验操作的考核内容涉及学生实验操作的规范性、团队合作情况、实验数据的完整性以及实验室卫生整理等。实验报告主要考察学生对实验数据的计算和整理能力以及对实验结果的分析能力。目前的考核内容涉及到课前预习、实验操作以及撰写实验报告，因此大部分学生都能认真完成实验的每个环节;尤其是提高了实验操作表现的考核比例，实验课的氛围也比以往明显活跃。
2.6 以赛促学，以赛促教 学科竞赛是教育教学的重要环节，以学科竞赛推动本科教学质量的提升是教育教学改革的重要举措之一[5]。食品工程虚拟仿真大赛是由教育部高等院校食品科学与工程类专业教学指导委员会主办的基于食品工程原理为主要内容的学科竞赛，竞赛内容包含食品工程原理的理论知识、虚拟仿真实验操作以及现场实验操作等。福建农林大学针对学生参加学科竞赛出台了配套的奖励政策，学生参加食品工程虚拟仿真大赛的意愿强，教研室也会举办校内公开赛选拔优秀学生参赛。2018年和2019年福建农林大学师生参加全国食品工程虚拟仿真大赛均获得理想成绩。实践发现，学科竞赛能有效激发大部分学生的学习积极性和主动性，有效培养学生的拼搏精神、团队精神和集体荣誉感;学科竞赛的引入也督促教师认真备课并改进教学方式和方法;学科竞赛增进了师生之间在课堂内外的交流与互动，进一步促进教师的教和学生的学，使教与学达到和谐统一。
3 结语
在工程教育专业认证背景下，食品工程原理实验课的教学改革是一个持续过程，授课老师需在日常实验教学中发现问题并尝试采用更优的教学方案。笔者针对食品工程原理实验课传统教学中存在的問题，从改善实验教学条件、引入虚拟仿真实验教学资源、优化实验教学方式、培养学生团队精神、完善考核方式以及以赛促学、以赛促教等方面进行教学改革，以提高食品工程原理实验课的教学质量，并更好地培养高素质的食品工程技术人才。
参考文献
[1]王春霞.新工科背景下Visual Basic程序设计教学改革与探索[J].大学教育，2019（1）：93-95.
[2]储江伟，吴晓红，李宏刚，等.基于OBE的汽车服务工程专业课程体系构建研究[J].高教学刊，2018（15）：1-4.
[3]沈瑞敏.基于“卓越工程师”计划的“食品工程原理”实践教学改革[J].农产品加工，2019（8）：110-114.
[4]鄢磊.基于物联网技术的嵌入式教学模式改进[J].科学时代，2014（12）：361-363.
[5]孙爱良，王紫婷.构建大学生学科竞赛平台，培养高素质创新人才[J].实验室研究与探索，2012（6）：96-98.
（责编：徐世红）
关键词：食品工程原理;实验教学;改革与探讨
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）22-0174-03
Abstract：This paper focused on the cultivating high-quality engineering and technical personals based on engineering education certification and existed problems about teaching in experimental course of food engineering principles. The teaching reform was carried out in several aspects，including improving the experimental teaching conditions，introducing virtual simulation experimental teaching resources，optimizing the experimental teaching methods，cultivating the team spirit of students，improving the assessment methods and promoting learning and teaching via subject competition.
Key words：Food engineering principles;Experimental teaching;Reform and discussion
推动工程教育专业认证是提升我国工程教育质量的重要措施[1]。工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心，采用基于成果导向的认证标准，确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求[2]。福建农林大学食品科学与工程专业先后取得福建省省级重点学科、福建省特色重点学科以及首批国家级一流本科专业建设点等专业建设成果，并于2018年通过了中国工程教育专业认证。食品工程原理实验是食品工程原理课程体系的重要构成，是学生掌握食品工程单元操作理论知识的关键环节之一，在培养学生的实践能力、工程思维和创新能力等方面具有重要作用[3]。福建农林大学食品工程原理实验是单独开设的课程，共30学时，1.5学分。针对食品工程原理实验教学所存在的问题，食品工程原理实验教学团队以学生为中心，结合工程教育专业认证的标准，从实验教学条件、教学资源、教学方式、考核方式等方面进行了探索和改革，着力培养学生解决复杂工程问题的能力。
1 实验教学存在的问题
1.1 设备陈旧，台套数不足 工程教育专业认证之前，福建农林大学食品工程原理实验室的实验设备使用时间超过10年，存在故障率高和运行不稳定等问题，难以保证正常的实验教学，无法有效调动学生参与实验的积极性。此外，由于实验设备的台套数不足，常常出现5～6位学生共用1台实验设备的现象，无法保证每位学生均有充足的动手机会。
1.2 教学方式传统单一 食品工程原理实验的教学模式较为单一，教师在课堂上讲解实验目的、原理、装置以及數据整理等内容，并给学生演示实验的操作流程。学生只需按部就班完成实验操作和实验报告，学生处于被动学习状态，不利于培养学生的工程思维和实践能力。
1.3 考核方式不尽科学合理 食品工程原理实验的考核方式不尽科学合理，教师较少甚至不考核学生的实验预习情况和实验操作的表现，主要通过学生的实验报告和考勤情况评定实验课成绩。这种考核方式下，学生不认真预习实验，实验操作时也存在消极怠工的现象;学生更愿意认真完成实验报告，但同时也存在实验报告严重抄袭的现象。
2 实验教学改革与探索
2.1 改善实验教学条件 以工程教育专业认证为契机，学校投入大量资金改善实验教学条件，进而提高实验教学质量。食品工程原理实验室不仅购置了新的实验设备，淘汰使用年限久及故障率高的设备，而且相应增加了实验设备的台套数。目前，实验室可开设10项食品工程原理实验项目，每项实验项目均配有4套实验设备。在改善教学条件的前提下，食品工程原理实验教学大纲规定每台实验设备的学生数不得超过3人，确保学生能全员全程参与每个实验。
2.2 引入虚拟仿真实验教学资源 随着现代信息技术和虚拟仿真技术的迅速发展，虚拟仿真实验教学已经成为高等教育教学改革的新方向和亮点。近年来，许多高校根据自身教学需求建设了虚拟仿真实验教学项目，福建农林大学也在2016年建设了食品工程原理虚拟仿真实验教学平台。教研室在开展食品工程原理实验的虚拟仿真教学时，严格遵照“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则。首先，一些在实验室不能有效开展的食品工程原理实验项目，比如存在设备结构复杂、实验耗时长和风险高等问题的多效真空浓缩实验，学生可以在虚拟仿真实验教学平台完全地、反复地实验。其次，虚拟仿真实验可以帮助学生预习真实实验，通过虚拟仿真实验学生能更好、更快地熟悉实验装置和实验流程，并能有效制定真实实验方案。最后，在重大突发事件期间无法进行正常教学时，通过虚拟仿真实验可以有效保障实验教学的有序开展。2020年新型冠状病毒肺炎疫情期间，教研室积极响应并落实教育部“停课不停学”的号召，积极开展在线虚拟仿真实验教学，帮助学生巩固和加深所学的食品工程原理理论知识并培养学生的工程实践能力。目前，教研室对于虚拟仿真实验仍处在学习和摸索阶段，下一步将继续探索虚拟仿真实验和传统实验的有机结合，进一步提高食品工程原理实验课的教学质量。 2.3 优化实验教学方式 基于工程教育专业认证的理念和标准，教研室优化了食品工程原理实验教学方式。在课前预习阶段，学生通过实验指导书熟悉实验目的和实验原理;借助虚拟仿真实验熟悉实验装置的构造，模拟实验操作流程，并且完成实验的预习报告。实验课堂上，教师通过“问题式”教学方式考察学生的预习情况，比如在做流体流动阻力实验时，提问学生离心泵开车前的注意事项、如何排出管路中的气泡、流体的流速如何计算、如何读取直管阻力损失以及局部阻力损失等;在学生进行实验操作时，教师监控学生的实验过程、评估学生的实验操作流程是否规范、记录学生的实验表现等，保证实验教学安全有序进行。若发现学生的实验出现问题时，教师则通过“启发式”教学方式引导学生发现问题的根源，进而找到解决实验问题的方法。这种“以学生为中心，老师为主导”的教学模式，有利于培养学生的学习自主性、思考能力和工程实践能力。经过多轮实验教学，发现学生在实验课初期存在自信心不足的现象，学生反馈学习任务较重、压力较大，实验过程中出现的问题也比传统教学方式多。但随着实验课程的逐步进行，大部分学生会逐渐适应这种教学方式并掌握有效的学习方法。
2.4 培养学生的团队精神 团队精神是工程技术人员应具备的核心素养之一，实践教学不仅要培养学生的工程实践能力和创新能力，还要培养学生的团队精神[4]。食品工程原理实验是团队实验，而且存在装置复杂、操作步骤多、数据处理复杂等特点。因此，在确定学生分组名单后，授课教师要鼓励同组实验的同学通过团队合作完成实验课各阶段任务;同组实验成员共同讨论和制定实验方案并明确各自的实验分工;实验过程中出现问题时，同组成员需共同讨论并解决问题;撰写实验报告阶段，同组成员需共同完成数据整理、图表绘制及结果与讨论。在实验设备台套数充足的情况下，应合理控制实验小组人数，3人1组的团队氛围最好，实验教学效果也较好。
2.5 完善考核方式 为充分调动学生的学习主动性并进一步提高实验教学质量，教研室对食品工程原理实验课的考核方式进行了优化和完善。目前，食品工程原理实验课的成绩由考勤（10%）、实验预习报告（10%）、实验操作（50%）和实验报告（30%）4部分构成。预习报告主要评估学生对实验内容的熟悉程度以及实验设计和方案的合理性。实验操作的考核内容涉及学生实验操作的规范性、团队合作情况、实验数据的完整性以及实验室卫生整理等。实验报告主要考察学生对实验数据的计算和整理能力以及对实验结果的分析能力。目前的考核内容涉及到课前预习、实验操作以及撰写实验报告，因此大部分学生都能认真完成实验的每个环节;尤其是提高了实验操作表现的考核比例，实验课的氛围也比以往明显活跃。
2.6 以赛促学，以赛促教 学科竞赛是教育教学的重要环节，以学科竞赛推动本科教学质量的提升是教育教学改革的重要举措之一[5]。食品工程虚拟仿真大赛是由教育部高等院校食品科学与工程类专业教学指导委员会主办的基于食品工程原理为主要内容的学科竞赛，竞赛内容包含食品工程原理的理论知识、虚拟仿真实验操作以及现场实验操作等。福建农林大学针对学生参加学科竞赛出台了配套的奖励政策，学生参加食品工程虚拟仿真大赛的意愿强，教研室也会举办校内公开赛选拔优秀学生参赛。2018年和2019年福建农林大学师生参加全国食品工程虚拟仿真大赛均获得理想成绩。实践发现，学科竞赛能有效激发大部分学生的学习积极性和主动性，有效培养学生的拼搏精神、团队精神和集体荣誉感;学科竞赛的引入也督促教师认真备课并改进教学方式和方法;学科竞赛增进了师生之间在课堂内外的交流与互动，进一步促进教师的教和学生的学，使教与学达到和谐统一。
3 结语
在工程教育专业认证背景下，食品工程原理实验课的教学改革是一个持续过程，授课老师需在日常实验教学中发现问题并尝试采用更优的教学方案。笔者针对食品工程原理实验课传统教学中存在的問题，从改善实验教学条件、引入虚拟仿真实验教学资源、优化实验教学方式、培养学生团队精神、完善考核方式以及以赛促学、以赛促教等方面进行教学改革，以提高食品工程原理实验课的教学质量，并更好地培养高素质的食品工程技术人才。
参考文献
[1]王春霞.新工科背景下Visual Basic程序设计教学改革与探索[J].大学教育，2019（1）：93-95.
[2]储江伟，吴晓红，李宏刚，等.基于OBE的汽车服务工程专业课程体系构建研究[J].高教学刊，2018（15）：1-4.
[3]沈瑞敏.基于“卓越工程师”计划的“食品工程原理”实践教学改革[J].农产品加工，2019（8）：110-114.
[4]鄢磊.基于物联网技术的嵌入式教学模式改进[J].科学时代，2014（12）：361-363.
[5]孙爱良，王紫婷.构建大学生学科竞赛平台，培养高素质创新人才[J].实验室研究与探索，2012（6）：96-98.
（责编：徐世红）